发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种部件之间夹角的限位装置及起重机,解决了现有技术中主臂和塔臂之间夹角限位检测在地面无法一次性准确调节到位的问题,以及测量精度不高的问题。
本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果将在后文详述。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供了一种部件之间夹角的限位装置,包括转动轮、安装轮、缠绕绳、复位装置和角度检测装置;
所述转动轮和所述安装轮上都设置有能容置所述缠绕绳的容置槽,所述缠绕绳的两端分别连接在所述转动轮和所述安装轮上;
所述转动轮与第一部件活动连接且能绕活动连接处相对于所述第一部件转动,所述安装轮与第二部件固定连接;
所述第二部件相对于所述第一部件朝预定方向转动时能带动所述安装轮也朝预定方向转动并能通过所述安装轮以及所述缠绕绳带动所述转动轮同方向转动;
所述复位装置与所述转动轮连接;所述复位装置能在所述第二部件相对于所述第一部件朝预定方向的反方向转动时,带动所述转动轮同方向转动;
其中,所述角度检测装置能在所述转动轮的转动角度达到设定的上限值和/或下限值时发出触发信号。
在优选或可选的实施例中,所述部件之间夹角的限位装置还包括第一支架、固定轴和轴承;
所述转动轮通过所述轴承与所述固定轴活动连接,所述固定轴与所述第一支架固定,所述第一支架固定在所述第一部件上或固定在与所述第一部件相对静止的结构件上。
在优选或可选的实施例中,所述角度检测装置包括刻度、检测板和检测开关;
所述转动轮包括平板以及与所述平板固定连接或与所述平板为一体式结构的槽板,所述槽板的周向外表面上开设有所述容置槽,所述平板通过法兰与所述轴承的外圈固定连接,所述轴承的内圈与所述固定轴固定连接;
所述平板背离所述槽板的一侧设置有所述刻度,所述检测板固定在所述平板上背离所述槽板的一侧,所述检测开关与第二支架固定连接,所述第二支架固定在所述固定轴上;
其中,所述检测开关能在检测到所述检测板时发出所述触发信号。
在优选或可选的实施例中,所述检测板具有相互固定的安装板和弧形板,所述安装板与所述平板固定连接,所述弧形板的弧度与所述转动轮的弧度一致,所述检测开关能在检测到所述弧形板时发出所述触发信号。
在优选或可选的实施例中,所述检测开关与所述检测板的数量都为两个,一个所述检测开关对应检测一个所述检测板,各个所述检测开关通过不同的所述第二支架固定在所述固定轴上。
在优选或可选的实施例中,所述部件之间夹角的限位装置还包括控制器,所述控制器与所述检测开关电连接,所述控制器能在接收到所述触发信号时对驱动第二部件的转动的动力装置发出停止指令。
在优选或可选的实施例中,所述复位装置包括弹簧轨道和弹簧,所述弹簧轨道固定在所述固定轴上;
所述槽板为环形板,所述弹簧的一端与所述槽板的周向内表面固定连接,所述弹簧的另一端与所述弹簧轨道固定连接;所述转动轮在所述安装轮以及所述缠绕绳的带动下沿预定方向转动时能拉动所述弹簧拉伸并缠绕在所述弹簧轨道上;所述安装轮朝预定方向的反方向转动时,所述弹簧的弹力能带动所述转动轮也朝预定方向的反方向转动。
在优选或可选的实施例中,所述缠绕绳为钢丝绳。
在优选或可选的实施例中,所述部件之间夹角的限位装置还包括导向支架,所述导向支架固定在所述第一支架上且朝向所述安装轮伸出,所述导向支架上开设有导向孔,所述导向孔位于所述转动轮和所述安装轮之间那段所述缠绕绳预定的轨迹上,且所述缠绕绳穿过所述导向孔。
本发明还提供了一种起重机,包括主臂和塔臂,所述起重机还包括本发明任一技术方案提供的部件之间夹角的限位装置;
所述主臂为所述第一部件,所述塔臂为所述第二部件。
基于上述技术方案,本发明实施例至少可以产生如下技术效果:
上述技术方案提供的部件之间夹角的限位装置,通过臂架转动及钢丝绳的牵引来带动安装轮和转动轮的转动,从而将主臂和塔臂夹角变化同步转化为安装轮和转动轮的角度变化,当达到限位夹角时,滑轮机构上的检测开关将被触发,从而有效地实现了角度限位检测。上述技术方案,可实现旋转机构多处角度限位检测,特别是适用于主臂和塔臂之间夹角上下限位的检测,能有效的解决现场无工装即无法精确定位的问题,只需地面操作即可一次调节到位,且安装调节方便,检测准确。除此之外,上述部件之间夹角的限位装置的安装位置不具有约束性,能有效的避免干涉问题,且能满足各种角度限位的检测。
具体实施方式
下面可以参照附图图1~图9以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式,对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是:本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种,为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案,也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一,所以本领域技术人员应该知晓:本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围,本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。
下面结合图1~图9对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述,将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的技术方案均应该在本发明的保护范围之内。
本发明实施例提供一种部件之间夹角的限位装置,包括转动轮1、安装轮3、缠绕绳(优选为钢丝绳2)、复位装置和角度检测装置。转动轮1和安装轮3上都设置有能容置缠绕绳的容置槽16,缠绕绳的两端分别连接在转动轮1和安装轮3上;转动轮1与第一部件(以主臂为例)活动连接且能绕活动连接处相对于第一部件转动,安装轮3与第二部件固定连接。第二部件(以塔臂为例)相对于第一部件朝预定方向转动时能带动安装轮3也朝预定方向转动并能通过安装轮3以及缠绕绳带动转动轮1同方向转动。复位装置与转动轮1连接;复位装置能在第二部件相对于第一部件朝预定方向的反方向转动时,带动转动轮1同方向转动。其中,角度检测装置能在转动轮1的转动角度达到设定的上限值和/或下限值时发出触发信号。
此处,以第一部件为主臂18、第二部件为塔臂19为例,详细介绍上述方案。转动轮1与主臂18活动连接且能绕活动连接处相对于第一部件转动(具体为转动连接)。安装轮3与塔臂19固定连接,具体地,安装轮3固定在塔臂19销轴处,且安装轮3的中心孔与销轴安装孔同心。安装轮3随着塔臂19幅度变化牵引缠绕相应长度的缠绕绳。转动轮1和安装轮3分别安装在主臂18和塔臂19上,并用柔性的钢丝绳2连接;塔臂19变幅动作时提供牵引力,经由钢丝绳2传导至主臂18上的转动轮1并带动其转动,从而实现角度变化的检测。钢丝绳2的两端优选是压在转动轮1和安装轮3上,以压在转动轮1上为例,先在转动轮1上开设有个凹槽或通孔,然后将钢丝绳2的端部塞入到凹槽或通孔中,然后再使用一个螺栓将钢丝绳2顶紧在凹槽或通孔内壁上。图4示意了钢丝绳在安装轮3上压接处的位置,图5示意了钢丝绳压绳端的位置。
复位装置是为转动轮提供向预定方向的反方向转动的动力,复位装置比如为采用弹簧复位性质的装置,或是能够提供上述动力的动力设备,动力设备转动的程度可以采用人工方式控制,或者设置单独的控制设备。当然,不限于上述实现方式。
角度检测装置能在转动轮1的转动角度达到设定的上限值和/或下限值时发出触发信号。塔臂19的动作具有两个方向:顺时针和逆时针,此处的上限值和下限值分别对应顺时针转动的极限值和逆时针转动的极限值。角度检测装置优选既能在顺时针转动达到限值时发出触发信号,又能在逆时针转动达到限值时发出触发信号,此时对应下述技术方案:角度检测装置能在转动轮1的转动角度达到设定的上限值和下限值时发出触发信号。
在测量时,主臂18和塔臂19之间的夹角变化同步转化为安装轮3的转动角度,根据安装轮3的转动角度可以求得转动轮1的转动角度。转动轮1的转动角度与主臂18和塔臂19之间的夹角存在对应关系。故,可以根据转动轮1的转动角度发出触发信号,以停止带动塔臂19转动的动力设备的动作。安装轮3的转动角度等于塔臂19转动的角度,在转动轮1和安装轮3的外径尺寸完全一样的前提下,转动轮1的转动角度等于安装轮3的转动角度。在两者尺寸不完全一致的情况下,可以根据转动轮1的转动角度和安装轮3的转动角度的对应关系设置上述的上限值和下限值。
安装时,调整转动轮1的绳道中心面与塔臂19根部安装轮3的绳道中心面在同一平面内。塔臂19变幅动作时,固定在塔臂19底节处的安装轮3通过钢丝绳2带动主臂18头部转动轮1转动相应的角度,当主臂18与塔臂19之间的夹角达到限位角度时,滑轮处的检测开关4将被触发并将触发信号传输至控制器,控制器停止相应的变幅动作的输出,从而实现限位动作。
上述技术方案提供的部件之间夹角的限位装置,通过臂架转动及钢丝绳2的牵引来带动安装轮3和转动轮1的转动,从而将主臂18和塔臂19夹角变化同步转化为安装轮3和转动轮1的角度变化,当达到限位夹角时,滑轮机构上的检测开关4将被触发,从而有效地实现了角度限位检测。上述技术方案,可实现旋转机构多处角度限位检测,特别是适用于主臂18和塔臂19之间夹角上下限位的检测,能有效的解决现场无工装即无法精确定位的问题,只需地面操作即可一次调节到位,且安装调节方便,检测准确。除此之外,上述部件之间夹角的限位装置的安装位置不具有约束性,能有效的避免干涉问题,且能满足各种角度限位的检测。
此处,采用下述方式实现了转动轮1的安装。部件之间夹角的限位装置还包括第一支架5、固定轴8和轴承11;转动轮1通过轴承11与固定轴8活动连接,固定轴8与第一支架5固定,第一支架5固定在第一部件上或固定在与第一部件相对静止的结构件上。
第一支架5具体包括顶板、侧板和底板。顶板和底板分别固定在侧板的上下边沿。侧板上开设有凹槽和通孔,固定轴8的一端推入到凹槽中,且通过螺栓压紧在凹槽的端面上。凹槽周边可以设置止挡件,以防止固定轴8从凹槽中滑落。当然,若螺栓的压紧力足够大,也可以不设置止挡件。底板上开设有长孔,用于穿设检测开关4上连的电线。顶板用于与导向支架6固定。关于导向支架6请参见后文的介绍。
下面介绍转动轮1和角度检测装置的优选实现方式。
角度检测装置包括刻度、检测板12和检测开关4;转动轮1包括平板13以及与平板13固定连接或与平板13为一体式结构的槽板15,槽板15的周向外表面上开设有容置槽16,平板13通过法兰10与轴承11的外圈固定连接,轴承11的内圈与固定轴8固定连接;平板13背离槽板15的一侧设置有刻度,检测板12固定在平板13上背离槽板15的一侧,检测开关4与第二支架14固定连接,第二支架14固定在固定轴8上;其中,检测开关4能在检测到检测板12时发出触发信号。
容置槽16用于缠绕钢丝绳2,平板13用于为角度检测装置的刻度和检测板12提供安装空间。转动时,钢丝绳2带动槽板15转动,槽板15与平板13固定,故,平板13也同时转动。检测板12的材质应稍稍硬一些,以防止检测板12在使用过程中变形,从而影响检测精度。检测开关4具体为接近开关,检测开关4安装于主臂18头部,当转动轮1转动到标定的角度,侧方位相应的检测开关4即被触发,并将触发信号传输至控制器。刻度分别为顺时针0°至180°和逆时针0°至180°。接近开关的功能如下:当被检测装置进入检测开关4的检测距离时,即实现一次开关触发。
检测板12优选具有相互固定的安装板和弧形板,安装板与平板13固定连接,弧形板的弧度与转动轮1的弧度一致,检测开关4能在检测到弧形板时发出触发信号。采用上述结构形式的检测板12,便于安装,且便于检测开关4检测。
由于塔臂19的转动分为顺时针和逆时针两个方向,故可以分别设置检测开关4和检测板12,以实现上述两个方向上角度的检测。检测开关4与检测板12的数量都为两个,一个检测开关4对应检测一个检测板12,各个检测开关4通过不同的第二支架14固定在固定轴8上。
第二支架14与第一支架5的结构相似,也具有顶板、底板和侧板。底板与固定轴8固定连接。在测量过程中,刻度和检测板12都随着转动轮1同步转动,但检测开关4固定在第二支架14上,检测开关4的位置保持不动。
下面详细介绍各个检测板12的安装位置以及各个第二支架14的安装位置如何确定。
此处,两个检测板12分别为上限位检测板12和下限位检测板12,两个第二支架14分别为上限位检测支架和下限位检测支架。
1、塔臂19上限位检测板12的标定位置为上限位检测板12对齐上限位角度(0刻度线逆时针方向标定,图8上限位检测标定线所示);塔臂19下限位检测板12的标定位置为下限位检测标定线对齐下限位角度(0刻度线顺时针方向的角度)减去上下限位角度差的刻度处(图8下限位检测标定线所示)。
2、上下限位检测支架的位置设定方法为:塔臂19在地面连接以后,通过角度传感器读出当前主臂18和塔臂19之间的夹角,并得出当前夹角与上限位触发夹角之间的差值,上限位检测支架的固定位置为上限位角度值(0刻度线逆时针方向的刻度值)顺时针减去角度差的刻度处(图8上限位第二支架14标定点所示);下限位第二支架14的固定位置为下限位角度值(0刻度线顺时针方向的刻度值)顺时针增加角度差的刻度处(图8下限位第二支架14标定点所示)。
部件之间夹角的限位装置优选还包括控制器,控制器与检测开关4电连接,控制器能在接收到触发信号时对驱动第二部件的转动的动力装置发出停止指令。
下面介绍复位装置的优选实现方式。
复位装置包括弹簧轨道9和弹簧7,弹簧轨道9固定在固定轴8上;槽板15为环形板,弹簧7的一端与槽板15的周向内表面固定连接,弹簧7的另一端与弹簧轨道9固定连接;转动轮1在安装轮3以及缠绕绳的带动下沿预定方向转动时能拉动弹簧7拉伸并缠绕在弹簧轨道9上;安装轮3朝预定方向的反方向转动时,弹簧7的弹力能带动转动轮1也朝预定方向的反方向转动。
若安装轮3顺时针转动能够带动转动轮1转动,那么预定方向就为顺时针方向,预定方向的反方向就为逆时针方向。若安装轮3逆时针转动能够带动转动轮1转动,那么预定方向就为逆时针方向,预定方向的反方向就为顺时针方向。
弹簧轨道9具体为一与固定轴8同心安装的轴状部件,弹簧7的一端与槽板15的周向内表面固定连接,弹簧7的另一端固定在弹簧轨道9。在安装轮3拉紧钢丝绳2,且带动转动轮1转动的过程中,弹簧7的一端随着转动轮1转动,弹簧7的中间部分会被拉伸且一圈圈绕在弹簧轨道9上。钢丝绳2放松后,弹簧7的弹力会带动转动轮1也朝预定方向的反方向转动。
为了防止转动轮1和安装轮3之间的钢丝绳2出现脱槽现象,部件之间夹角的限位装置还包括导向支架6,导向支架6固定在第一支架5上且朝向安装轮3伸出,导向支架6上开设有导向孔17,导向孔17位于转动轮1和安装轮3之间那段缠绕绳预定的轨迹上,且缠绕绳穿过导向孔17。
上述技术方案提供的部件之间夹角的限位装置的工作原理如下:
转动轮1固定在主臂18头部,安装轮3固定在塔臂19根部,安装轮3与其销轴孔同心。钢丝绳2一端连接在转动轮1(图3所示)上,另一端连接在安装轮3(图3所示)上。塔臂19变幅向某一方向动作时,连接在安装轮3那一端的钢丝绳2牵引转动轮1转动相应角度,当检测板12转动至检测开关4感应范围内所对应角度时,即发出触发信号至控制器,以停止相应方向的动作。当塔臂19变幅向相反方向动作时,滑轮机构在弹簧7回复力的作用下,自动收缩旋转至相应角度,当检测板12转动至检测开关4感应范围内所对应角度时,即发出触发信号至控制器,以停止向此方向的动作。
上述技术方案提供的部件之间夹角的限位装置,主要通过臂架转动来带动限位装置上相应部件的转动,从而有效地实现角度变化的检测,且此部件之间夹角的限位装置采用装配件,安装位置灵活,调节简单方便,因此,在确保检测精度、安全性、可靠性的前提下,更能有效地利用空间,使整个系统更加紧凑。
本发明实施例还提供一种起重机,包括主臂18、塔臂19以及本发明任一技术方案所提供的部件之间夹角的限位装置;主臂18为第一部件,塔臂19为第二部件。
上述技术方案提供的起重机,具有上述部件之间夹角的限位装置,能够准确控制塔臂19的变幅操作,保证生产的安全性。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外,如果其公开了数值范围,那么公开的数值范围均为优选的数值范围,任何本领域的技术人员应该理解:优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多,无法穷举,所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案,并且,上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话,本领域技术人员应该知晓:“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外,上述词语并没有特殊的含义。
同时,上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件,那么,除另有声明外,固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接),也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接),当然,互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外,上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成,也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。